أهم الموضوعاتأخبار

ناعم وقوي وفعال قابل للتمدد.. جهاز يجمع طاقة الجسم الحرارية ويحولها لتشغيل الإلكترونيات

تعد الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء، من أجهزة تتبع الصحة واللياقة البدنية إلى سماعات الواقع الافتراضي، جزءًا من حياتنا اليومية، لكن إيجاد طرق لتشغيل هذه الأجهزة بشكل مستمر يمثل تحديًا.

طور باحثو جامعة واشنطن حلاً مبتكرًا: أول جهاز كهربائي حراري مرن وقابل للارتداء يحول حرارة الجسم إلى كهرباء، هذا الجهاز ناعم وقابل للتمدد، ولكنه قوي وفعال – خصائص قد يكون من الصعب الجمع بينها.

نشر الفريق هذه النتائج في Advanced Energy Materials ، قال محمد مالاكوتي، الأستاذ المساعد في جامعة واشنطن: “إنها مكسب بنسبة 100٪ إذا حصدنا طاقة حرارية من شأنها أن تهدر في البيئة المحيطة، ولأننا نريد استخدام هذه الطاقة في الإلكترونيات التي تعمل بالطاقة الذاتية، فإننا نحتاج إلى كثافة طاقة أعلى”. هندسة ميكانيكي، “نحن نستفيد من التصنيع الإضافي لتصنيع الإلكترونيات القابلة للمط، وزيادة كفاءتها وتمكين اندماجها السلس في الأجهزة القابلة للارتداء أثناء الإجابة على أسئلة البحث الأساسية.”

حتى بعد أكثر من 15000 دورة تمدد عند إجهاد 30٪، يظل النموذج الأولي للجهاز يعمل بكامل طاقته، وهي ميزة مرغوبة للغاية للإلكترونيات القابلة للارتداء والروبوتات اللينة. يُظهر الجهاز أيضًا زيادة في كثافة الطاقة بمقدار 6.5 مرة مقارنة بالمولدات الكهروحرارية السابقة القابلة للمط.

لإنشاء هذه الأجهزة المرنة، قام الباحثون بطباعة مركبات ثلاثية الأبعاد بخصائص وظيفية وتركيبية هندسية في كل طبقة. تحتوي مادة الحشو على سبائك معدنية سائلة، والتي توفر توصيل كهربائي وحراري عالي، تعالج هذه السبائك القيود في الأجهزة السابقة، بما في ذلك عدم القدرة على التمدد، ونقل الحرارة غير الفعال وعملية التصنيع المعقدة.

قام الفريق أيضًا بتضمين كريات مجهرية مجوفة لتوجيه الحرارة إلى أشباه الموصلات في الطبقة الأساسية وتقليل وزن الجهاز.

أظهر الباحثون، أنه يمكنهم طباعة هذه الأجهزة على أقمشة نسيجية قابلة للمط وأسطح منحنية، مما يشير إلى إمكانية تطبيق الأجهزة المستقبلية على الملابس والأشياء الأخرى. الفريق متحمس بشأن الاحتمالات المستقبلية والتطبيقات الواقعية للإلكترونيات القابلة للارتداء.

قال مالاكوتي، وهو أيضًا باحث في معهد UW للأنظمة الهندسية النانوية: “أحد الجوانب الفريدة لبحثنا هو أنه يغطي النطاق الكامل، بدءًا من توليف المواد إلى تصنيع الجهاز وتوصيفه”. “يمنحنا هذا حرية تصميم مواد جديدة وهندسة كل خطوة في العملية وأن نكون مبدعين.”

تابعنا على تطبيق نبض

Comments

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى
%d مدونون معجبون بهذه: